多年来,德国最大的输电系统运营商 Tennet Germany 观察到一种奇特的现象:欧洲电网的频率每隔60秒就会出现短暂且精确的下降。虽然这些波动并不严重到威胁电网安全,但其极高的规律性表明其原因是系统性的,而非电力交易中常见的随机噪声或可再生能源供应的波动。由于这种模式如此一致,研究人员得出结论:其原因必然是涉及大量设备协同运作的、由时钟控制的行为。
由 Dirk Witthaut 领导的 Forschungszentrum Jülich 研究团队调查了这些同步脉冲的来源。通过在 Living Lab Energy Campus 的80个不同位置安装测量点,团队确定了一个特定的罪魁祸首:大规模电池储能系统。这些系统目前正越来越多地部署在全球范围内以稳定电网,研究发现它们在每分钟开始时都会出现电力消耗峰值,以执行内部功率检查。由于目前尚无针对这些检查的强制性行业标准,许多制造商可能默认采用60秒的时间间隔,导致成千上万个独立的系统在同一时刻抽取电力。
这种非预期的同步对基础设施,特别是水电站,产生了物理后果。短暂的需求峰值会导致涡轮机瞬间减速,然后再加速回到原始转速,从而导致机械磨损增加。随着电池储能容量的扩大,预计问题将进一步加剧;例如,在爱尔兰,这一1分钟信号的振幅在2016年至2021年间增加了四倍。研究人员建议了一个简单的技术解决方案:制造商可以将这些功率检查随机分布在整整一分钟内,而不是与时钟同步,从而平滑需求峰值并延长设备的寿命。
